問題由來:類與類之間的關係越密切,耦合度越大,當一個類發生改變時,對另一個類的影響也越大。
解決方案:儘量降低類與類之間的耦合。
自從我們接觸編程開始,就知道了軟件編程的總的原則:低耦合,高內聚。無論是面向過程編程還是面向對象編程,只有使各個模塊之間的耦合儘量的低,才能提高代碼的複用率。低耦合的優點不言而喻,但是怎麼樣編程才能做到低耦合呢?那正是迪米特法則要去完成的。
迪米特法則又叫最少知道原則,最早是在1987年由美國Northeastern University的Ian Holland提出。通俗的來講,就是一個類對自己依賴的類知道的越少越好。也就是說,對於被依賴的類來說,無論邏輯多麼複雜,都儘量地的將邏輯封裝在類的內部,對外除了提供的public方法,不對外泄漏任何信息。迪米特法則還有一個更簡單的定義:只與直接的朋友通信。首先來解釋一下什麼是直接的朋友:每個對象都會與其他對象有耦合關係,只要兩個對象之間有耦合關係,我們就說這兩個對象之間是朋友關係。耦合的方式很多,依賴、關聯、組合、聚合等。其中,我們稱出現成員變量、方法參數、方法返回值中的類爲直接的朋友,出現在局部變量中的類則不是直接的朋友,直接的朋友才能出現在類的內部,不是直接的朋友不應該出現在類的內部。下面的例子局部變量形式的類不是直接的朋友出現在了類的內部,違反了原則。
舉一個例子:有一個集團公司,下屬單位有分公司和直屬部門,現在要求打印出所有下屬單位的員工ID。先來看一下違反迪米特法則的設計。
- //總公司員工
- class Employee{
- private String id;
- public void setId(String id){
- this.id = id;
- }
- public String getId(){
- return id;
- }
- }
- //分公司員工
- class SubEmployee{
- private String id;
- public void setId(String id){
- this.id = id;
- }
- public String getId(){
- return id;
- }
- }
- class SubCompanyManager{
- public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
- List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
- for(int i=0; i<100; i++){
- SubEmployee emp = new SubEmployee();
- //爲分公司人員按順序分配一個ID
- emp.setId("分公司"+i);
- list.add(emp);
- }
- return list;
- }
- }
- class CompanyManager{
- public List<Employee> getAllEmployee(){
- List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
- for(int i=0; i<30; i++){
- Employee emp = new Employee();
- //爲總公司人員按順序分配一個ID
- emp.setId("總公司"+i);
- list.add(emp);
- }
- return list;
- }
- public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
- List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
- for(SubEmployee e:list1){
- System.out.println(e.getId());
- }
- List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
- for(Employee e:list2){
- System.out.println(e.getId());
- }
- }
- }
- public class Client{
- public static void main(String[] args){
- CompanyManager e = new CompanyManager();
- e.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
- }
- }
<span style="font-size:18px;">//總公司員工
class Employee{
private String id;
public void setId(String id){
this.id = id;
}
public String getId(){
return id;
}
}
//分公司員工
class SubEmployee{
private String id;
public void setId(String id){
this.id = id;
}
public String getId(){
return id;
}
}
class SubCompanyManager{
public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
for(int i=0; i<100; i++){
SubEmployee emp = new SubEmployee();
//爲分公司人員按順序分配一個ID
emp.setId("分公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
}
class CompanyManager{
public List<Employee> getAllEmployee(){
List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for(int i=0; i<30; i++){
Employee emp = new Employee();
//爲總公司人員按順序分配一個ID
emp.setId("總公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
List<SubEmployee> list1 = sub.getAllEmployee();
for(SubEmployee e:list1){
System.out.println(e.getId());
}
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
for(Employee e:list2){
System.out.println(e.getId());
}
}
}
public class Client{
public static void main(String[] args){
CompanyManager e = new CompanyManager();
e.printAllEmployee(new SubCompanyManager());
}
}
</span>
現在這個設計的主要問題出在CompanyManager中,根據迪米特法則,只與直接的朋友發生通信,而SubEmployee類並不是CompanyManager類的直接朋友(以局部變量出現的耦合不屬於直接朋友),從邏輯上講總公司只與他的分公司耦合就行了,與分公司的員工並沒有任何聯繫,這樣設計顯然是增加了不必要的耦合。按照迪米特法則,應該避免類中出現這樣非直接朋友關係的耦合。修改後的代碼如下:
- class SubCompanyManager{
- public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
- List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
- for(int i=0; i<100; i++){
- SubEmployee emp = new SubEmployee();
- //爲分公司人員按順序分配一個ID
- emp.setId("分公司"+i);
- list.add(emp);
- }
- return list;
- }
- public void printEmployee(){
- List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();
- for(SubEmployee e:list){
- System.out.println(e.getId());
- }
- }
- }
- class CompanyManager{
- public List<Employee> getAllEmployee(){
- List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
- for(int i=0; i<30; i++){
- Employee emp = new Employee();
- //爲總公司人員按順序分配一個ID
- emp.setId("總公司"+i);
- list.add(emp);
- }
- return list;
- }
- public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
- sub.printEmployee();
- List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
- for(Employee e:list2){
- System.out.println(e.getId());
- }
- }
- }
<span style="font-size:18px;">class SubCompanyManager{
public List<SubEmployee> getAllEmployee(){
List<SubEmployee> list = new ArrayList<SubEmployee>();
for(int i=0; i<100; i++){
SubEmployee emp = new SubEmployee();
//爲分公司人員按順序分配一個ID
emp.setId("分公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
public void printEmployee(){
List<SubEmployee> list = this.getAllEmployee();
for(SubEmployee e:list){
System.out.println(e.getId());
}
}
}
class CompanyManager{
public List<Employee> getAllEmployee(){
List<Employee> list = new ArrayList<Employee>();
for(int i=0; i<30; i++){
Employee emp = new Employee();
//爲總公司人員按順序分配一個ID
emp.setId("總公司"+i);
list.add(emp);
}
return list;
}
public void printAllEmployee(SubCompanyManager sub){
sub.printEmployee();
List<Employee> list2 = this.getAllEmployee();
for(Employee e:list2){
System.out.println(e.getId());
}
}
}</span>
修改後,爲分公司增加了打印人員ID的方法,總公司直接調用來打印,從而避免了與分公司的員工發生耦合。
迪米特法則的初衷是降低類之間的耦合,由於每個類都減少了不必要的依賴,因此的確可以降低耦合關係。但是凡事都有度,雖然可以避免與非直接的類通信,但是要通信,必然會通過一個“中介”來發生聯繫,例如本例中,總公司就是通過分公司這個“中介”來與分公司的員工發生聯繫的。過分的使用迪米特原則,會產生大量這樣的中介和傳遞類,導致系統複雜度變大。所以在採用迪米特法則時要反覆權衡,既做到結構清晰,又要高內聚低耦合。